半导体激光诱变蝗虫控制效果研究

目的:为研究半导体激光对蝗虫的杀灭控制效果.方法:将实验虫体按龄期分为照射实验组和对照组,采用波长808nm、功率2W的半导体连续单管激光器对东亚飞蝗成虫和幼虫头部、翅根、腹部位置;Ⅰ-Ⅲ龄期和Ⅳ-Ⅵ龄期的亚洲车蝗幼虫头部进行不同时间、不同距离的照射实验.分别观察照后第三天东亚飞蝗的致死率;照后2小时、照后2天和照后3天亚洲车蝗的致死率.结果:统计结果表明相同辐照条件下,激光对蝗虫头部具有较强的生物学致死效应;随着照射后时间的延长蝗虫的致死率增加;蝗蝻较成虫容易致死,且蝗虫龄期越小致死率越高.随着激光功率密度和照射时间的增加,蝗虫致死率呈现增长趋势,且功率密度对蝗虫的致死效果起决定性作用.结论:近红外激光辐照蝗虫头部有较好的致死作用,且龄期越小致死效果越好.     

黄河尾闾河道及河口区水体与悬浮颗粒物重金属和砷沿程分布及生态风险

基于2016年汛前和汛后获取的黄河尾闾河道与河口区(低盐区)表层和底层水体和悬浮颗粒物样品,研究了水体和悬浮颗粒物中重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd)和As含量的沿程分布特征,并评估了其生态风险。结果表明,汛前尾闾河道表层水体中仅Cd的平均含量高于河口区,而底层水体中As、Cr、Cu、Ni和Pb的平均含量均高于河口区;汛后尾闾河道表层水体中仅Ni的平均含量低于河口区,而底层水体中6种重金属和As的平均含量均高于河口区。汛前尾闾河道表层悬浮颗粒物中As、Cd、Cu、Ni、Pb和Zn的平均含量均低于河口区,而底层悬浮颗粒物中6种重金属和As的平均含量均低于河口区;汛后尾闾河道表层悬浮颗粒物中6种重金属和As的平均含量均高于河口区,而底层悬浮颗粒物中As、Cd、Cr、Cu和Pb的平均含量均高于河口区。汛前和汛后尾闾河道及河口区表层和底层水体中重金属和As污染较轻,其值大多分别低于地表水环境质量Ⅰ类标准和海水水质Ⅰ类标准限值。相对于汛前,汛后尾闾河道及河口区表层或底层悬浮颗粒物中As和6种重金属的毒性单位之和(∑TUs)和平均PEL商数值均降低,说明汛期调水调沙工程的实施可降低汛后悬浮颗粒物中上述元素综合作用所产生潜在生态毒性风险。     

有机物消耗对珠江口沉积物反硝化和厌氧氨氧化过程的影响

反硝化及厌氧氨氧化是两个主要的氮汇途径, 能有效地将生态系统中的固定氮转化为N₂ 或N₂O 释放到大气中。利用微宇宙与中宇宙模拟实验, 本研究系统地分析了有机物的种类、可利用性和浓度大小对珠江口沉积物反硝化和厌氧氨氧化过程的影响。研究结果表明: 有机物的消耗能显著提高反硝化的活性, 不同种类的有机物表现出不同的活性, 简单的小分子有机物活性最高, 复杂有机物次之, 惰性有机物则难以被利用。然而, 有机物对厌氧氨氧化过程的促进并不显著, 这主要与其自养型的代谢方式有关。中宇宙实验室进一步表明, 有机物的消耗不但给反硝化过程提供了能源, 而且由于有机物分解消耗氧气,为反硝化过程的发生提供了必要的环境条件。在有机物负荷状态下, 反硝化过程在珠江口沉积物的脱氮过程中发挥主导作用。总之, 沉积物中微生物脱氮是依赖有机物消耗的过程, 表现出强烈的碳氮代谢耦合。     

海带多糖对肾上腺素致内皮细胞超微结构损害的保护作用

目的:观察海带多糖(PL)对肾上腺素(Adr)致内皮细胞超微结构损害的保护作用。方法:体外培养人脐静脉内皮细胞(HUVEC)24h,实验组分为正常组、Adr组、PL组、低剂量PL(L-PL)+Adr组、高剂量PL(H-PL)+Adr组,采用透射电镜技术观察细胞的超微结构。结果:Adr组细胞核形状不规则,核仁固缩;线粒体肿胀,嵴消失、空泡化;L-PL+Adr组细胞核形态明显变形,线粒体嵴稀少、内有空泡;H-PL+Adr组和PL组细胞核及线粒体结构完好。结论:海带多糖能够保护Adr对内皮细胞的细胞核、线粒体超微结构的损害。     

基于数据库分析不同类型生境中厌氧氨氧化细菌的多样性分布特征

【目的】厌氧氨氧化过程是一种能在厌氧条件下氧化NH4+同时还原NO2–或者NO3–生成N2的过程,是氮素循环过程的重要途径之一。厌氧氨氧化过程由厌氧氨氧化细菌催化完成,目前通过分子生物学的手段已证实了厌氧氨氧化细菌存在于多种类型的生境中,本文对厌氧氨氧化细菌在不同类型生境中的多样性分布规律进行了系统分析。【方法】基于NCBI数据库中厌氧氨氧化细菌的16SrRNA基因序列,利用Mothur分析平台系统分析了厌氧氨氧化细菌在不同生境中的多样性分布规律和特征。【结果】分析表明,海洋环境中Ca. Scalindua属的厌氧氨氧化细菌占绝对主导;淡水和农业土壤中Ca. Brocadia属的厌氧氨氧化细菌占优势;工程系统中普遍存在Ca. Brocadia和Ca. Kuenenia属的厌氧氨氧化细菌;而湿地和河口环境中厌氧氨氧化细菌多样性最高,Ca. Scalindua、Ca. Brocadia和Ca. Kuenenia属的厌氧氨氧化细菌均有较高的相对丰度,显示出了陆地与海洋交汇的显著特征。【结论】本研究系统展示了不同的生境中厌氧氨氧化细菌的多样性群落结构生境分布特征,表明环境特征差异直接影响了厌氧氨氧化细菌的种群分布和系统演化。     

基于amoA基因扩增子高通量测序的氨氧化古菌多样性分析方法

【背景】对于环境样品中氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)多样性的研究,利用amoA功能基因作为分子标记会比16SrRNA基因有更强的特异性和更高的分辨率,能更准确地反映环境样品中氨氧化古菌的种群结构和分布特征。然而,目前对amoA基因扩增子高通量测序的分析存在两大限制因素:一是缺乏相应的amoA基因参考数据库;二是AOA amoA基因在种水平上的相似性阈值未知,分析过程中没有明确的划分种水平操作分类单元(Operational taxonomic unit,OTU)的阈值。【目的】构建基于amoA功能基因序列分析氨氧化古菌多样性的方法,为基于高通量测序的功能微生物多样性分析提供参考。【方法】基于目前已通过分离纯化或富集培养获得的34株氨氧化古菌及功能基因数据库中收录的环境样品amoA基因序列,构建氨氧化古菌amoA基因参考数据库。通过菌株间两两比对获得的amoA基因相似度与16SrRNA基因相似度的相关性分析,确定amoA基因在种水平上的相似性阈值。基于MOTHUR软件平台,利用建立的参考数据库和确定的阈值对南海一个垂直水体剖面样品的amoA基因序列进行多样性分析。【结果】构建了含有26 091条序列信息的古菌amoA基因参考数据库,确定了89%作为分析过程中古菌amoA基因划分种水平OTU的阈值,对南海水体样品氨氧化古菌的多样性分析结果很好地显示了南海不同深度水层水体中氨氧化古菌的种群结构和系统发育关系,有效揭示了南海氨氧化古菌的垂直分布差异。【结论】建立了基于amoA基因高通量测序的氨氧化古菌多样性分析方法,此方法可以有效分析环境样品中氨氧化古菌的多样性。     

调水调沙工程黄河口近岸沉积物重金属和砷含量的空间分布及其生态风险评估

为了明确调水调沙工程长期影响下黄河口近岸沉积物中重金属含量的分布特征及其生态风险,基于2012年黄河口近岸27个站位的表层沉积物样品,通过ICP-MS测定重金属(Zn、Cr、Ni、Pb、Cu、Cd)和砷(As)含量,并运用潜在生态风险指数法(RI)对其进行生态风险评估。结果表明:近岸沉积物中重金属和As的平均含量表现为AsZnCrNiPbCuCd。Cr、Ni、Cu和Pb四种元素的分布规律较为一致,整体呈现出近岸和近黄河口高而远离河口和岸线低的空间分异特征。Ni、Cu、Pb、Zn与粘土均呈极显著或显著正相关(P0.01或P0.05),而Cd、Cr和As与其相关性均未达到显著水平(P0.05)。近岸沉积物中6种重金属和As的平均单项潜在生态风险指数大小顺序整体表现为CdAsNiPbCuCrZn。就潜在生态风险(RI)而言,研究区域18.52%的站位属轻微生态危害,70.07%的站位属中等生态危害,7.41%的站位属强生态危害,Cd和As是造成危害的两种主要元素。近岸沉积物中重金属和As的来源复杂且多样,主要是由于农业化肥使用、海上石油开采和泄漏、化石燃料燃烧以及河口污染物输入所致。对比研究发现,随着调水调沙工程的长期实施,除Cd和As外沉积物中其他重金属含量均呈下降趋势,说明二者的生态风险将会随调水调沙的长期实施呈增加趋势,而其他重金属的生态风险将呈降低趋势,故未来应重点关注近岸沉积物中Cd和As的生态毒理风险。